基于DSP的无线传感器网络定位设计.doc
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1、基于DSP的无线传感器网络定位设计无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)具有信息采集、传输、处理的功能和动态的拓扑结构。微小型传感器节点具有计算能力、通信能力,将其部署在监控区域内,构成可以自主完成自组织特定任务的WSN智能网络信息系统,无线传感器节点在监控区域内实现自定位。为了实现无线传感器网络节点内部、节点与节点之间的有效通信,在采用Atmel公司的ATZB900B0在无线通信硬件模块和IEEE 802154 MAC协议栈的基础上,根据定位网络的应用需求以及数据命令的用途,制定节点消息格式、消息类型和消息内容,明确消息的具体走向,确定节点的应用层框架结构
2、。通过超声波相关的测距定位算法来对网络节点的测距性能和定位系统性能进行实验分析。定位实验结果表明,节点的平均定位误差为027m,最大定位误差为076m。引言无线传感器网络(Wireless Sensor Network, WSN)具有信息采集、传输、处理的功能和动态的拓扑结构。微小型传感器节点具有计算能力、通信能力,将其部署在监控区域内,构成可以自主完成自组织特定任务的WSN智能网络信息系统,无线传感器节点在监控区域内实现自定位。无线传感器节点不仅要能够实现自身定位,还要能够在监控区域内出现入侵者时,有效地安排适当的节点来消灭入侵者,起到自主防御的作用。当前,国内外的高校、科研机构以及其他组织
3、已经开发出很多成熟的WSN定位系统。如AcTIve Badge、AcTIve Bat系统、AHLos系统、SpiderBat系统等。其中,国内关于定位方法和技术的研究比较多,国外的研究开展的比较早,很多定位系统已经走出实验室,投入商业化应用。但仍存在节点测距范围有限、定位精度不高等关键技术问题。目前,常用的定位技术主要是基于红外测距、RSSI检测、声波以及超声波测距的定位技术,主要是室内环境中应用。红外信号的穿透性差,容易受到环境因素的影响,传输距离短,需要大量的传感器节点,定位系统的成本较高。因此,在完成测距定位的同时,开发一个简单实用、操作便捷的定位监控系统也非常重要。针对上述问题,本文以
4、节点高精度系统定位为目标,研究基于DSP的相关定位技术,设计并实现了基于超声波相关检测定位系统,系统界面友好,可以为WSN提供更好的节点自身定位服务支持。一.定位系统结构根据定位系统的实际要求,设计了WSN定位系统,系统的基本结构如图1所示。该系统主要由两部分组成:定位网络和监控系统。定位网络中节点的位置随机进行部署,其位置不确定,节点通过超声波相关测距技术,使用相关检测算法计算节点之间的距离,通过无线方式将距离信息转发传递至Sink节点。上位机监控系统部分又分为Sink节点信息处理和终端界面显示两个子部分,Sink节点根据收集到的节点距离信息来计算节点的坐标位置,终端界面显示网络拓扑结构及节
5、点坐标。1.传感器节点架构根据具体应用场景的不同,节点的总体框架主要由DSP、RAM、ATZB900B0无线传输模块、射频收发天线、温度测量模块、AD采样模块、超声波收发电路以及电源模块组成。本设计中无线数据通信模块选用Atmel公司的ATZB900B0模块,它是一个灵敏度高、功耗低、超紧凑型的IEEE 802154ZigBee模块。定位系统的网络组建以及节点间的消息传输都是通过ZigBee技术来实现的。2.节点传感器模块超声波测距传感器是一种以超声波为载体的微小型测距雷达,其具有结构简单、体积小、能耗低、信息处理简单可靠、价格低廉的特点,不受光照、电磁、粉尘以及烟雾等因素的干扰。为了解决单一
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- 基于 DSP 无线 传感器 网络 定位 设计
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